[发明专利]一种用于分析含风电电力系统随机稳定性的方法

权利要求书

1.一种用于分析含风电电力系统随机稳定性的方法，其特征在于，所述方法包括以下几个步骤：

步骤1、利用随机微分方程对系统中存在的随机扰动进行建模，建立电力系统的时变参数动态模型；

步骤2、从实用及理论角度出发给出适用的随机稳定性定义；

步骤3、利用随机微分方程理论，Ito公式，随机Lyapunov能量函数方法找到了实用的随机渐近均方稳定判据，并推导出状态矩阵参数不确定系统的随机稳定性判据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中的步骤1主要包括：

步骤101、根据异步风机的戴维宁等效电路设立风电机组的定子电流方程为：

I‾S=U‾-E‾′Rs+jX′;]]>

其中U是定子电压；I_S为定子电流；E'是暂态电势；R_S是定子电阻；X'用下式计算：

X′=XS+XrXmXr+Xm;]]>

其中X_r是转子漏抗；X_S是定子漏抗；X_m是励磁电抗；

步骤102、设立风电机组的电磁暂态方程为：

dE‾′dt=-1T0′[E‾′-j(X0-X′)I‾S]-jωsSE‾′;]]>

其中s是转差；T₀'和X₀用下式计算：

T0′=Xr+Xm2πfSRr,X0=Xr+Xm;]]>

其中f_S是电网频率；R_r是转子电阻；

步骤103、设立风电机组机电动力学方程为：

dsdt=Pm-Pe2H(1-s);]]>

其中H是惯性系数；P_e为电磁功率，计算如下：

Pe=Pe′(1-s)=Re{E‾′I‾s*};]]>

步骤104、当风电机组处于稳态运行时，假设其初值为E'₀，s₀，I_S0，U₀；发生小扰动后，在平衡点附近线性化并将二阶无穷小变量　E'　s和　E'　E'*忽略，可以得到以下状态方程：

ddtΔEr′ΔEm′Δs=-K7ωss0+K8ωsEr0′-ωss0-K8-K7-ωsEm0′-K9h-K10h0ΔEr′ΔEm′Δs;]]>

其中E_r'和E_m'分别是E'实部和虚部，其它计算如下：

K7+jK8=1T0′(1+j(X0-X′)RS+jX′+Z‾eq);]]>

其中Z_eq是母线等值阻抗；K₉=-G+Re{I_S0}；K₁₀=-B+Im{I_S0}；

G+jB=E‾′0RS-jX′+Z‾eq*;h=2H(1-s0);]]>

步骤105、随运行状态变化，假设电网频率、电磁功率、风机母线等值阻抗等参数扰动是服从某种分布的随机过程η(t)，那么上述状态方程可以写为：

dΔX(t)=[A+η(t)]ΔX(t)dt；

其中A为状态矩阵的常数部分,η(t)为随机参数扰动，对于大规模风电场，风机的随机投切也会导致状态矩阵参数发生变化，不失一般性，也用一个随机过程表示。